带有公共节点陷波滤波器的可调谐双工器

摘要

公开了一种带有可调谐双工器的移动台。该移动台包括处理器，以及与该处理器电子通信的存储器。该移动台包括接收路径，该接收路径具有一接收带阻滤波器，该接收带阻滤波器在一公共节点处与天线电子通信。该接收路径还包括一与该接收带阻滤波器电子通信的接收带通滤波器。该移动台包括一发射路径，该发射路径具有一发射带阻滤波器，该发射带阻滤波器在该公共节点处与该天线电子通信。该发射路径还包括一与该发射带阻滤波器电子通信的发射带通滤波器。

说明书

背景

领域

本发明一般涉及无线通信系统，尤其涉及提供提供具有公共节点陷波滤波器 的可调谐双工器的系统和方法。

背景

全双工无线电收发机应用于许多移动通信设备中，诸如蜂窝电话。这样的一 个收发机包括共用一副天线的发射路径和接收路径。系统设计时要避免发射信 号泄漏到接收路径中，并防止接收信号泄漏到发射路径中。

小型化全双工无线电收发机应用于许多蜂窝移动电话中。收发机的发射路径 和接收路径两者均通过一双工器与天线耦合。双工器同时进行发射和接收滤 波。双工器的设计要避免发射信号泄漏到接收路径中，并防止接收信号泄漏到 发射路径中。

提供一种用简单的拓扑结构对发射和接收信号进行恰当的滤波并将发射与 接收信号隔离的双工器是合乎需要的。由此，通过提供一种对发射和接收信号 进行滤波并将发射与接收信号隔离的双工器将会得到一些好处。

概要

公开了一种带可调谐双工器的移动台。该移动台包括处理器、以及与该处理 器电子通信的存储器。同时还包括天线。该移动台包括接收路径，该接收路径 具有一可调谐接收带阻滤波器，其在一公共节点处与天线电子通信。该接收路 径还包括一可调谐接收带通滤波器，其与该接收带阻滤波器电子通信。该移动 台包括发射路径，该发射路径具有一可调谐发射带阻滤波器，其在所述公共节 点处与该天线电子通信。该发射路径还包括一可调谐发射带通滤波器，其与该 发射带阻滤波器电子通信。

在某些实施方式中，所述接收带阻滤波器可以包括配置为抑制一发射频率的 单极点带阻滤波器。此外，所述接收带阻滤波器可以被配置为在零度相位处反 射系数为1。所述接收带通滤波器可以包括配置为通过该接收频率的双极点带 通滤波器。

所述发射带阻滤波器可以包括配置为抑制一接收频率的单极点带阻滤波器。 该发射带阻滤波器可以被配置为在零度相位处反射系数为1。该发射带通滤波 器可以包括一配置为通过该发射频率的双极点带通滤波器。

公开了一种带可调谐双工器的移动台。所述移动台包括用于处理的装置和与 该用于处理的装置电子通信的用于存储信息的装置。还包括了用于发射和接收 无线信号的装置。

该移动台包括在一公共节点处与所述用于发射和接收无线信号的装置电子 通信的用于抑制一发射频率的装置。还包括与所述用于抑制一发射频率的装置 电子通信的用于通过一接收频率的装置。还包括在所述公共节点处与所述用于 发射和接收无线信号的装置电子通信的用于抑制一接收频率的装置。此外，该 移动台还包括与所述用于抑制一接收频率的装置电子通信的用于通过一发射 频率的装置。

还公开了为无线通信配置的移动台中的一种方法。获得一发射频率和一接收 频率。调谐发射路径上的一第一单极点带阻滤波器以抑制该接收频率。调谐该 发射路径上的一双极点第一带通滤波器以通过该发射频率。调谐接收路径上的 一第二单极点带阻滤波器以抑制该发射频率。调谐该接收路径上的一双极点第 二带通滤波器以通过该接收频率。

附图简要说明

图1示出了一种支持多个用户并能够实现本文中所讨论的实施方式的至少 某些方面的通信系统的示例；

图2是示出下行链路和上行链路的基站和移动台框图；

图3是用户单元的一种实施方式的的功能框图；

图4是移动台中的一种可调谐双工器系统的整体框图；

图5是可调谐双工器系统的一种实施方式的更详细的框图；以及

图6是移动台中一种使用公共节点陷波滤波器来调谐双工器的方法的一种 实施方式的流程图。

具体说明

本文中使用措词“示例性的”来表示“起到示例、实例或说明的作用”。本 文中描述为“示例性”的任何实施方式并不一定要被解释为优于或胜过其它的 实施方式。

注意，贯穿此讨论，示例性实施例是作为范例提供的，然而，替换实施方式 可纳入各种方面而不会脱离本发明的范围。特别地，一种实施方式可以适用于 数据处理系统、无线通信系统、移动IP网络和任何其它希望接收和处理无线 信号的系统。

无线通信系统被广泛部署以提供各种类型的通信，诸如语音、数据等等。这 些系统可以基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、或其它一些调制技术。 CDMA系统比起其它类型的系统来提供某些优势，包括系统容量增大。

无线通信系统可以被设计为支持一种或多种标准，诸如本文中称为IS-95标 准的“TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System(用于双模式宽带扩频蜂 窝系统的TIA/EIA/IS-95-B移动台-基站兼容性标准)”、由本文中称为3GPP 的名为“第三代合作项目”的组织提供、并在包括文档No.3GPP TS 25.211、 3GPP TS 25.212、3GPP TS 25.213和3GPP TS 25.214、3GPP TS 25.302等的一 组文档中体现的本文中称为W-CDMA标准的标准、由本文中称为3GPP2的名 为“第三代合作项目2”的组织提供的标准、以及本文中称为cdma2000标准、 原名IS-2000 MC的TR-45.5。

本文中所描述的系统和方法可与高数据率(HDR)通信系统一起使用。HDR 通信系统可被设计为符合一种或多种标准，诸如，由“第三代合作项目2”组 织颁布的“cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification(cdma2000 高速率分组数据空中接口规范”，3GPP2 C.S0024-A，第一版，2004年3月。 前述标准的内容被援引包含在本文中。

本文可能称为接入终端(AT)的HDR用户站可以是移动的或固定的，并可以 与一个或多个本文中可能称为调制解调器池收发机(MPT)的HDR基站通信。接 入终端通过一个或多个调制解调器池收发机向HDR基站控制器发射并接收数 据分组，HDR基站控制器在本文中可能被称为调制解调器池控制器(MPC)。调 制解调器池收发机和调制解调器池控制器是一称为接入网络的网络的一部分。 接入网络在多个接入终端之间传送数据分组。接入网络还可进一步连接到该接 入网络之外的其它网络，诸如公司内联网或因特网，并可以在每一接入终端与 此类外部网络之间传送数据分组。已与一个或多个调制解调器池收发机建立了 活动业务信道连接的接入终端称为活动的接入终端，并被称为处于业务状态。 正在与一个或多个调制解调器池收发机建立活动业务信道连接的过程中的接 入终端被称为处于连接建立状态。接入终端可以是任何通过无线信道或通过有 线信道，例如使用光纤或同轴电缆进行通信的数据设备。接入终端还可以是多 种类型的设备中的任何一种，包括但不限于PC板卡、CF卡、外置或内置调制 解调器，或者无线或陆线电话。接入终端将信号发送到调制解调器池收发机所 用的通信信道称为反向信道。调制解调器池收发机将信号发送到接入终端所用 的通信信道称为前向信道。

图1示出了支持多个用户并能够实施本文中所讨论的实施方式的至少某些 方面的通信系统100的一个示例。可采用各种不同算法和方法中的任何一种来 调度系统100中的传输。系统100为多个蜂窝小区102A-102G提供通信，每个 蜂窝小区分别由一个对应的基站104A-104G提供服务。在本示例性实施例中， 这些基站104中的一些具有多个接收天线而其它的只有一个接收天线。类似地， 这些基站104中的一些具有多个发射天线，而其它的则具有单个发射天线。对 于发射天线和接收天线的组合没有限制。因此，基站104可以拥有多个发射天 线和单个接收天线，或拥有多个接收天线和单个发射天线，或同时具有单个或 多个发射和接收天线。

覆盖区域中的远程台106可以是固定的(即，静止的)或移动的。如图1 中所示，各种远程台106分布在整个系统中的各处，在任何给定时刻，取决于 例如是否采用了软切换，或终端是否被设计成或操作以(并发地或顺序地)从 多个基站接收多个传输，每一远程台106在前向链路和反向链路上与至少一个 并可能是多个基站104进行通信。CDMA通信系统中的软切换在业界广为人 知，并在题为“Method and System for Providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System(在CDMA蜂窝电话系统中提供软切换的方法和系 统)”的美国专利No.5,101,501中有详述，该专利已经转让给本发明的受让人。

前向链路是指从基站104到远程台106的传输，而反向链路是指从远程台 106到基站104的传输。在这一实施方式中，远程台106中的一些具有多个接 收天线，而其它的只有一个接收天线。在图1中，基站104A在前向链路上将 数据发射到远程台106A和106J；类似地，基站104B将数据发射到远程台106B 和106J，基站104C将数据发射到远程台106C，依此类推。图2是通信系统 中基站202和移动台204的框图。基站202与移动台204进行无线通信。如前 所述，基站202将信号发射到移动台204，后者接收这些信号。此外，移动台 204也将信号发射到基站202。

图2进一步示出了也可称为下行链路302的前向链路，以及也可称为上行 链路304的反向链路。下行链路302是指从基站202到移动台204的传输，而 上行链路304是指从移动台204到基站202的传输。

移动台204的一种实施方式在图3的功能框图中所示的用户单元系统400 中示出。系统400包括用于控制系统400的操作的处理器402。处理器402也 可称为中央处理单元(CPU)。可以包括只读内存(ROM)和随机存取存储器(RAM) 两者的存储器404向处理器402提供指令和数据。存储器404的一部分还可以 包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。

典型地体现在诸如蜂窝电话等的无线通信设备中的系统400还包括一包含 发射机408和接收机410的机架406，以允许在系统400与诸如蜂窝小区现场 控制器或基站202之间进行诸如音频通信等的数据发送与接收。发射机408和 接收机410可被整合为收发机412。天线414被附连到机架406上，并与收发 机412电耦合。还可使用更多的天线(未示出)。发射机408、接收机410和 天线414的操作为业界所熟知，此处不再赘述。下面将描述带有公共节点陷波 滤波器的可调谐双工器。

系统400还包括信号检测器416，用于检测和量化收发机412所接收到的 信号的电平。如业界所知，信号检测器416检测诸如总能量、每伪随机噪声(PN) 码片的导频能量、功率谱密度、以及其它信号。

系统400中的状态切换器426基于当前状态和收发机412所接收到并由信 号检测器416检测到的信号来控制无线通信设备的状态。该无线通信设备能够 在多个状态中的任何一个下操作。

系统400还包括系统判决器428，用于控制该无线通信设备并在确定当前服 务供应商系统不合适时，决定无线通信设备应转移到哪个服务供应商系统。

系统400中的各个组件是通过总线系统430耦合起来的，除了数据总线以外， 总线系统430还可以包括电源总线、控制信号总线、以及状态信号总线。然而， 为表述清晰起见，这些不同总线均在图3中被示为为总线系统430。系统400 还可以包括数字信号处理器(DSP)407供处理信号时使用。本领域技术人员将会 理解，图3中所示的系统400是功能框图而并非特定组件的罗列。本文中所公 开的方法可在用户单元400的一个实施例中实现。所公开的系统和方法也可在 诸如基站202等的其它具有接收机的通信系统中实现。如果利用基站202来实 现所公开的系统和方法，那么图4的功能框图也可被用来描述基站202的功能 框图中的组件。

图4是移动台204或用户单元400中的可调谐双工器系统500的整体框图。 系统500通过天线端口502接收和发送信号。双工器504与天线端口502、并 与接收路径(RX路径)506和发射路径(TX路径)508电子通信。发射路径508 和接收路径506通过公共节点610(如图5所示)并联地电连接到双工器504。 双工器504同时执行发射和接收滤波。双工器504设计为防止发射信号泄漏到 接收路径506中，并防止接收信号泄漏到发射路径508中。本文中所公开的双 工器用一简单的拓扑结构来隔离发射和接收信号。

图5是可调谐双工器系统600的一种实施方式的更详尽的框图。天线端口 502被电连接到一公共节点610。发射路径608和接收路径606被并联地电连 接到该公共节点610。公共节点610被电连接到接收路径606上一可调谐单极 点带阻滤波器612的输入端口。接收路径带阻滤波器612的输出端口被连接到 一可调谐双极点带通滤波器614的输入端口。理论上可以采用更高阶的滤波器， 但调谐和控制高阶滤波器的能力更难以实现，因此，在某些情景中可能希望避 免使用更高阶的滤波器。接收路径带通滤波器614的输出进而被提供给低噪声 放大器615和解调器616。

发射路径608包括调制器622。来自调制器622的信号被馈送入功率放大 器623，后者被连接到被调谐在发射频率上的发射路径可调谐双极点带通滤波 器620。如前文就接收路径606所述及，理论上可以采用更高阶的滤波器，但 调谐和控制高阶滤波器的能力更难以实现，因此，在某些情景中可避免使用更 高阶的滤波器。发射路径带通滤波器620的输出端口被连接到发射路径可调 谐单极点带阻滤波器618的输入端口。与接收路径606类似地，发射带阻滤波 器618的输出端口还电连接到公共节点610。

如图所示，双工器600包括对偶的双极点带通滤波器614、620，它们通过 在每一射频路径606、608中嵌入对不希望的频率表现为开路的带阻滤波器612、 618来被连接到一公共节点610。在接收路径606中，接收带通滤波器614之 前接入在发射频率上为开路的带阻滤波器612。在零度相位处，带阻滤波器612 的反射系数被设置为1。

与发射路径608中类似，发射带通滤波器620之后接入在接收频率上为开 路一个带阻滤波器618。在零度相位处，带阻滤波器618的反射系数被设置为 1。

图6是移动台中的利用公共节点陷波滤波器调谐双工器600的方法的一种 实施方式的流程图。在步骤702中，为移动台204提供新的发射和/或接收频率。 可能发生这一事件的一种情况是，移动台204正由一个信道上的某一覆盖区域 移动到使用不同信道的另一个覆盖区域。基站202向移动台204提供新的发射 和/或接收频率。

一旦获取了新的发射和/或接收频率，移动台204就在步骤704调谐其滤波 器。在这一调谐步骤(704)中执行多个不同的调谐操作。移动台204将发射路径 608上的带阻滤波器618调谐到该接收频率，以使之抑制该接收频率。发射路 径上的带通滤波器620也被调谐到该发射频率，以通过该发射频率。

移动台204将接收路径606上的带阻滤波器612调谐到该发射频率，以使 之抑制该发射频率。接收路径606上的带通滤波器614也被调谐到该接收频率， 以通过该接收频率。一旦各滤波器已被调谐到合适的频率，移动台204就可在 步骤712启动正常的呼叫处理操作，并且它可持续正常操作直至再次被要求改 变发射和/或接收频率。

本领域技术人员将会理解，信息和信号可以用各种不同技术和方法中的任何 一种来表示。例如，贯穿以上说明可能提到的数据、指令、命令、信息、信号、 比特、码元和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、 或其任意组合来表示。

本领域技术人员还会进一步理解，结合本文中公开的实施方式所描述的各种 说明性逻辑图框、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件、 或两者的结合。为了清晰地说明硬件和软件的这一可互换性，前文中各种说明 性组件、图框、模块、电路和步骤是在其功能的意义上作了一般化描述。这些 功能是作为硬件还是软件来实现取决于具体的应用和加于整体系统的设计制 约。熟练的技术人员可以针对每种具体应用以各种不同方式实现上述的功能， 但这样的实现决策不应被解释为致使脱离本发明的范围。

结合本文中公开的实施方式描述的各种说明性逻辑图框、模块和电路可以用 通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵 列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门电路或晶体管逻辑、分立硬件组件、 或其设计成实现本文所描述的功能的任意组合来实现或执行。通用处理器可以 是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控 制器或状态机。处理器也可被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的 组合，多个微处理器，与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其它此 类配置。

结合本文中公开的实施方式描述的方法或算法的步骤可以直接在硬件中、在 由处理器执行的软件模块中、或在两者的组合中实现。软件模块可以驻留于 RAM存储器、闪存、ROM存储器、电可编程ROM(EPROM)存储器、电可擦 除可编程ROM(EEPROM)存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或业 界所知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，以 便处理器可以从该存储介质读取信息并向其写入信息。在替换方案中，存储介 质可以集成到处理器中。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可驻 留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用 户终端中。

提供对于所公开的实施方式的以上描述是为了使本领域任何技术人员皆能 制作或使用本发明。对这些实施方式的各种更动对于本领域技术人员都将是显 而易见的，并且本文中所定义的普适原理也可应用于其它实施方式，而不会脱 离本发明的精神或范围。因此，本发明并不旨在被限定于本文中所示出的实施 方式，而是应符合与本文中所公开的原理和新颖特征一致的最广义的范围。